共轭聚双吡啶盐肝素荧光传感器：新型生物传感器的研究

"物联网-智慧传输-基于共轭聚双吡啶盐的肝素荧光传感器.pdf" 物联网技术，作为现代信息技术的重要组成部分，正在不断地推动着智慧传输的发展。在这个领域，传感器起着至关重要的作用，特别是在生物医学应用中，如肝素的检测。肝素是一种抗凝血药物，对血液稠度的控制至关重要，而精确快速的检测方法对于临床诊断和治疗有着深远的影响。 本研究聚焦于一种创新的荧光传感器设计，基于共轭聚双吡啶盐，这种材料在生物分子识别中展现出优异的性能。共轭聚合物因其独特的分子导线效应，能够显著提高检测灵敏度，使得传感器能够对极低浓度的生物分子进行有效检测。在传统方法中，通常采用聚芴、聚噻吩等衍生物作为高分子材料，但这些材料的水溶性较差，限制了它们在生物传感领域的应用。因此，本论文提出了一种主链阳离子型的共轭聚合物，即聚双吡啶盐，它在水中的溶解性得到了改善，有利于在生理环境中进行生物分子的检测。 具体来说，研究者通过双嗯英鲑盐与不同的联苯二胺衍生物进行环歧化聚合反应，成功合成了新型的聚双吡啶盐（P1、P2和P3）。通过核磁共振光谱和凝胶渗透色谱(GPC)对其结构和分子量进行了表征。这些聚合物在pH为7.40的水溶液中，与肝素之间存在明显的相互作用，这正是人体内大部分生物化学反应的理想环境。通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱滴定方法，研究了它们与肝素的结合常数和猝灭常数，揭示了高选择性和灵敏的检测能力。 例如，聚合物P1与肝素的结合常数为2.90×10^4 M^-1，猝灭常数为3.81×10^-7 M^-1，表明两者之间有强烈的亲和力。进一步的研究发现，当P1与肝素结合时，会形成较大的聚集颗粒，平均粒径从92.0 nm增加到190 nm，这支持了静电相互作用是主要作用机制的假设。 聚合物P2和P3同样表现出对肝素的高度选择性，其结合常数分别为1.31×10^6 M^-1和1.52×10^6 M^-1，猝灭常数分别为1.02×10^6 M^-1和7.10×10^5 M^-1，进一步验证了这种新型传感器的潜力。对于P2，随着肝素浓度的增加，其聚集性质也有所改变，平均粒径从25 μm变为更大，这同样暗示了电荷间的相互作用是其功能的基础。 这项工作成功地开发了基于共轭聚双吡啶盐的肝素荧光传感器，该传感器在物联网智慧传输框架下，有望实现对肝素及其他生物分子的高效、灵敏检测，对于提升医疗监测水平和疾病诊断的准确性具有重要意义。同时，这也为设计新型的生物传感器提供了新的思路，推动了物联网在生物医学领域的智能化进程。